에스트로겐 의존성 유방암 세포의 증식에 있어서 Polyamine의 관련성
Involvement of Polyamine in the Proliferation of Estrogen-Responsive Human Breast Cancer Cells
대한암학회지 1998년 30권 4호 p.719 ~ 727
주정훈, 김병기,
소속 상세정보
주정훈 ( )
부산대학교
김병기 ( )
부산대학교 자연과학대학 생물학과
KMID : 0360319980300040719
Abstract
목 적: MCF-7 유방암세포에서, 각각 세포증식을 유도하는 에스트로겐과 증식을 억제하는
tamoxifen의 작용에 있어서 polyamine의 중요성을 연구하기 위하여 polyamine과 polyamine
의 대사 억제치를 이용하여, 세포 증식과 억제에 따른 세포내 polyamine level의 상관관계를
조사하였다.
재료 및 방법: MCF-7 세포는 Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM)에서 5%의
CO2와 37℃의 온도에서 적절한 시료를 처리한 후 2∼4일간 배양하였으며 세
포성장은 3H-thymidine incorporation을 이용하여 측정하였고, 세포내
polyamine의 양은 HPLC를 이용하여 분석하였으며 모든 실험 결과들은 one-way analysis
of variance와 Tukey's test를 이용하여 검정하였다.
결 과: Estrogen 처리 시에서는 세포성장이 대조군에 비하여 약 2.5배 가량 촉진되었으며,
세포내의 putrescine과 spermidine의 양도 상당히 증가하였다. Antiestrogen인
HO-TAM(4-hydroxy-tamoxifen)의 처리실험에서는 세포성장이 심하게 억제되는 것을 관찰
할 수 있었으며 세포내 polyamine의 양은 측정할 수 없는 수준으로 감소되었다. Polyamine
을 직접 첨가한 실험에서 putrescine은 세포성장에 영향을 미치지 않았으나 spermidine과
spermine은 세포성장을 다소 촉진시키는 것으로 나타났다. Polyamine의 대사억제제인 α
-difluoromethyl ornithine(DFMO) 처리군에서는 세포증식이 현저하게 억제되었으며 세포내
polyamine의 양도 대조군의 절반 이하로 감소되었다. 또 다른 polyamine의 대사억제제인
methylglyoxal bis-[guanylhydrazone](MGBG) 처리 시에도 세포성장이 대조군의 절반 이하
의 수준으로 감소하였으며 putrescine은 세포내에 축적되는 반면 spermidine과 spermine은
감소하는 것으로 나타났다. DFMO와 MGBG는 모두 estrogen에 의한 세포증식의 촉진효과
를 현저히 억제시켰으며 이 때의 세포내 polyamine의 양도 estrogen처리군에 비해서 훨씬
감소되어 있었다. DFMO의 세포성장 억제효과는 putrescine의 첨가 시에 상당한 수준으로
회복되었으며 MGBG의 세포성장 억제효과는 putrescine과 spermidine에 의해서 거의 대조
군 수준까지 회복되었다. 그러나, HO-TAM의 세포성장 억제효과는 외인성 polyamine에 의
해서는 극복되지 않았다.
결 론: MCF-7 유방암 세포에 있어서, polyamine이 직접적으로 증식을 유도할 뿐만 아니
라 세포내의 polyamine의 양도 E2 처리 시 급격히 증가하였으며, 반대로
HO-TAM 처리 시에는 polyamine의 양이 측정할 수 없을 정도로 감소되는 것으로 보아
polyamine이 17 β-estradial(E2)에 의해서 유도된 MCF-7 세포의 증식에 중
요한 mediator로 작용한다고 생각된다.
INTRODUCTION
Among the steroid hormones, estrogens play an important role in the induction and
progression of human breast cancers. Several human breast cancer cell lines have been
found to be stimulated by physiological concentrations of estradiol. MCF-7 cell line is
originally derived from a pleural effusion of a patient with metastatic breast cancer and
is known to be dependent on estrogen for cell proliferation. Early studies on the action
of estrogens in target tissues showed that estrogens induce ornithine
decarboxylase(ODC) activity. ODC is a key enzyme of the polyamine biosynthesis. Thus,
the polyamine pathway is related to estrogenic regulation of cell growth. Several
estrogen-sensitive processes including the increases of ODC activity are inhibited by
antiestrogens. Tamoxifen is the most commonly used nonsteroidal antiestrogen in breast
cancer chemotherapy. Actually, tamoxifen reduces the ODC activity. HO-TAM
(4-hydroxytamoxifen) which is an active metabolite of tamoxifen has one-and-a-half
times higher affinity for estrogen receptors than that of tamoxifen.
The polyamines are a group of positively charged aliphatic amines synthesized in both
prokaryotic and eukaryotic cells (spermine is synthesized only in eukaryotic cells).
Because of their structural characteristics and charge specificity, polyamines can interact
with macromolecules, i.e. DNA, RNA, or proteins which are hydrophobic and
electrostatic, and change their three-dimensional structures and biological functions.
The studies conducted in hormone-responsive human breast cancer cell lines showed
that breast cancer cells responded to E2 by increasing cellular level of
ODC. To investigate the effect of polyamines on the proliferation of MCF-7 human
breast cancer cells, the depletion of intracellular polyamines was achieved by
administration of the polyamine biosynthesis inhibitor, such as α-difluoromethyl
ornithine (DFMO) and methylglyoxal bis-[guanyl-hydrazone] (MGBG). DFMO is an
irreversible inhibitor of ODC, acts specifically on ODC and has essentially no action on
any other enzyme. MGBG is a competitive inhibitor of S-adenosyl-methionine
decarboxylase (SAMDC), which is required in the biosynthesis of spermidine and
spermine. MGBG is a structural analogue of spermidine and shares a common cellular
transport system.
In the present study, the importance of polyamines on the proliferation of MCF-7
human breast cancer cells was investigated by using estrogen, antiestrogen, and the
inhibitors of polyamine biosynthesis.
키워드
원문 및 링크아웃 정보
등재저널 정보